JPH06105803B2 - 軸流形ガスレ−ザ発振器 - Google Patents

軸流形ガスレ−ザ発振器

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JPH06105803B2
JPH06105803B2 JP60029785A JP2978585A JPH06105803B2 JP H06105803 B2 JPH06105803 B2 JP H06105803B2 JP 60029785 A JP60029785 A JP 60029785A JP 2978585 A JP2978585 A JP 2978585A JP H06105803 B2 JPH06105803 B2 JP H06105803B2
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laser oscillator
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gas laser
cylinder
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栄吉 林
昭博 大谷
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発振器を加工装置に取付ける取付構造を改良
した軸流形ガスレーザ発振器に関する。
〔従来の技術〕
第6図は従来の軸流形ガスレーザ発振器の一例を示す斜
視図、第7図は第6図の平面図である。図に示すよう
に、軸流形ガスレーザ発振器には4個の円筒形状励起部
(1)が設けられ、この円筒形状励起部(1)の両端は
ブロック(2)により支持されている。ブロック(2)
の開口(8a),(8b),(8c)からはレーザカスを導入
し、さらに開口(9a),(9b)からはレーザガスを排出
する。ブロック(2)のガス導入部には陽極(10a),
(10b),(10c)が設けられ、ガス流出部には陰極(11
a),(11b)が設けられ、また陽極(10a),(10b),
(10c)及び陰極(11a),(11b)は直流電源装置(1
2)に接続されている。ブロック(2)は共通支持体
(3)により支持されており、共通支持体(3)の両端
にはベースプレート(13)が取付けられている。さらに
円筒形状励起部(1)の円筒中心軸(4)を結ぶ延長線
両端部にはミラー(14a),(14b)がホルダー(16)、
調整ネジ(17)を介してベースプレート(13)に取付け
られている。
第8図及び第9図は第7図のA−A断面図及びB−B断
面図である。図に示すように共通支持体(3)は一方で
は取付金(19)により発振器の箱体(18)に固着され、
他方ではローラ(20)により円筒中心軸(4)方向に連
動自在に支承されている。
第10図は、従来の他の軸流形ガスレーザ発振器の一例を
示す平面図であり、第11図は、第10図のC−C断面図で
ある。円筒形状励起部(1)は両端をブロック(2)に
より支持されており、ブロック(2)は2本の共通支持
体(3)により支持されている。なお一本の支持体
(3)と共に両端でベースプレート(13)連結されてい
る。またベースプレート(13)は直線連動用ガイド(2
1)より、ミラー(14a)の反対側は軸方向に箱体(18)
内で連動自在に支承されている。
上記のように構成した従来の軸流形ガスレーザ発振器の
作用を説明すれば次の通りである。まず円筒形状励起部
(1)内に開口(8a),(8b),(8c)からCO2,N2,He
を含むレーザ媒質ガスを導入し、さらにこれを開口(9
a),(9b)から流出させる。この場合レーザ媒質ガス
は円筒形状励起部(1)内を円筒軸方向に約200m/secの
速度で流通される。ガスの導入部及びガスの排出部に設
けられた陽極(10a)(10b),(10c)と陰極(11a),
(11b)間には直流電源装置(12)により約20KVの高電
圧が印加されている。この状態で円筒形状励起部(1)
内でガス圧力が約70Torrに保たれたレーザガスをグロー
放電により放電励起する。励起CO2分子より放射する波
長10.6μmの光子を円筒形状励起部(1)の円筒中心軸
(4)の中心延長上に配設されたミラー(14a),(14
b)により共振増幅し、部分透過鏡であるミラー(14a)
側よりCO2レーザ光を出力する。ところで複数の円筒形
状励起部(1)の同軸度を保証するために共通支持体
(3)によりブロック(2)を介して円筒形状励起部
(1)を支持している。また共通支持体(3)の両端に
ベースプレート(13)を介し共振器ミラー(14a),(1
4b)を取付けることにより共振器ミラー(14a),(14
b)の円筒中心軸(4)に対する垂直角度の保持を保証
している。ところでレーザの安定な発振動作にとつて複
数の円筒形状励起部(1)の同軸度の狂い及び円筒中心
軸(4)に対する共振器ミラー(14a),(14b)の角度
の狂いが少ないことが最も重要である。このため共通支
持体(3)は外力による変形や熱変形を極力少なくする
構造を取り、また共通支持体(3)の材料には鉄の線膨
張率の1/10程度のインバー等と呼ばれる合金が用いられ
たり、共通支持体(3)の内部には冷却水を±0.5℃程
度にコントロールして流す方法等が取られている。また
共通支持体(3)は、レーザ発振器の箱体(18)に対し
て箱体(18)の変形が共通支持体(3)に影響を及ぼさ
ない様にローラ(20)や直線運動用ガイド(21)により
箱体(18)に共通支持体(3)が結合されている。レー
ザ発振器は金属加工用(切断、溶接、表面処理)に多く
用いられているが、加工装置への取付は箱体(18)に設
けられた取付金具(22)により取付けられる構造になつ
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように構成した従来の軸流形ガスレーザ発振器に
よれば、レーザ発振器の箱体(18)に対して円筒形状励
起部(1)の円筒中心軸(4)即ちレーザ出力光軸が第
4図に示す如く光軸位置の定められる保証が無く、また
箱体(18)の変形により光軸位置が変動するという欠点
があつた。したがつて製作された発振器毎に加工装置へ
の取付位置を調整したり経時的に変化する光軸位置のず
れを定期的に修正あるいは調節したりしなければならな
いという問題があつた。
本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、レーザ発振器の加工装置への取付を無調整でで
きると共に、長期間に渡つて出力光軸のくるいが無く、
したがつて安定に発振動作することができる軸流形ガス
レーザ発振器を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、円筒軸方向にレーザ媒質ガスを流通させて円
筒中心軸の延長線上の両端に共振器ミラーを設けた複数
の円筒形状励起部と、該各円筒形状励起部の両端を嵌合
させる嵌合孔を設けた角形の複数のブロックと、該各ブ
ロックの外側面を接触させて共通に支持すると共に前記
共振器ミラーを調製可能に間接的に支持する支持部材を
嵌合孔に嵌合して支持した共通支持体とを備えた軸流形
ガスレーザ発振器において、 前記共通支持体に前記円筒中心軸に平行で互いに異なる
平面上にある少なくとも2つの平面からなる位置決め用
の基準面を形成すると共に、前記各ブロックの底面と側
面を基準にして前記円筒形状励起部の嵌合孔を形成して
なり、前記基準面を基準にして共通支持体に前記支持部
材の嵌合孔及び前記各ブロックの底面と側面の当り面を
形成して、この基準面を取付け面としてレーザ発振器を
加工装置に取付けた軸流形ガスレーザ発振器を提供する
ものである。
〔作用〕
共通支持体は取付位置決め用平面によりレーザ出力光軸
位置が規定され、かつ長期に渡り時間的経時的に変動し
ない。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例を示す平面図、第2図は第1図
のD−D断面図、第3図は共振器ミラーと励起部と光軸
の位置関係を示す説明図、第4図は発振器の加工装置へ
の取付状態を示す斜視図である。(1)は円筒形状励起
部、(2)は円筒形状励起部(1)の両端を支持するブ
ロック、(3)はブロック(2)を支持する共通支持体
である。(23)は共通支持体(3)を固定側にインバー
(24)を円筒中心軸(4)方向に摺動自在に支持するリ
ニヤボールベヤリング、(13)はインバー(24)の両端
に設けられミラーホルダー(16)を調整ネジ(17)を介
して保持するベースプレートである。(25)はカバー、
(5a).(5b)は共通支持体(3)に設けた円筒中心軸
(4)に対して平行で互いに異なるからなる基準面であ
る。
ところで円筒形状励起部(1)の両端はブロック(2)
の底面と側面を基準に加工された穴(30)に嵌合し
て取付けられ、ブロック(2)は共通支持体(3)の基
準面(5a),(5b)を基準に加工された当たり面,
を基準として取付けられる。従つて複数の円筒形状励起
部(1)の円筒中心軸(4)の位置は基準面(5a)及び
(5b)に対してa及びb寸法で幾何学的な設定が保証さ
れる。一方共振器ミラー(14a),(14b)を間接的に支
持するインバー(24)も共通支持体(3)の基準面(5
a),(5b)よりリニヤボールベヤリング(23)の嵌合
面を加工することで位置設定が幾何学的に保証される。
レーザ動作は上記のように設定された円筒中心軸(4)
で共振光軸が設定されたとき最大の能力及び性能を発揮
する。このため共振器ミラー(14a),(14b)を調整ネ
ジ(17)により角度調整してレーザ出力を最大となる様
にアライメントを行う。このようにして製作、組立、調
整されたレーザ発振器(6)は加工装置(7)に基準面
(5a),(5b)を基準に取付けられる。加工装置(7)
はコラム(28)に取付けられたベンドミラー(26)によ
りレーザ光を偏向させ加工レンズ(27)により集光して
X,Y方向に被加工物(29)を駆動してレーザ加工を行う
ものである。しかしながら、加工装置(7)により予め
決定される円筒中心軸(4)に対して加工装置(7)の
レーザ発振器基準面(5a),(5b)は幾何学的に設定可
能である。いいかえれば、発振器基準面(5a),(5b)
に対して一義的に決まる円筒中心軸(4)を基準に加工
装置(7)の光伝送系路や被加工物の運動方向を設定し
ておけば良い。実際問題として第3図に示すように、ミ
ラー(14a)はウエツジ角θを持つており、円筒中心
軸(4)に対してθ=(n−1)θのふれ角を生ず
るが、CO2レーザの場合、n(屈折率)≒2.4(ZnSe,10.
6μm)、θ≒3′でθ≒1.2mRadでごく僅かなため
支障は無い。また予めθが判明している場合は基準面
に対してスペーサー等を挿入して軸の補正を行うことが
可能である。
以上の説明では円筒形状励起部が4個である場合を示し
ているが、本発明はこれに限定するものではなく8個で
あつても良く、また直線上に配列されている場合を示し
ているが第5図に示すようにコの字形の配列であつても
よい。また平面は直交していなくとも良い。さらに支持
体の全面に渡つて存在する必要は無く分割または分離し
て設けられても良く、またCO2レーザの放電励起だけで
なくガスレーザ全般に渡りかつ励起方法も放電に限定し
なくともよい。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明によれば、発振器
の加工装置への取付時に発振器毎に異なる調整作業が無
くなり、発振器の互換性能が向上すると共に、加工装置
の設計、製作、調整が定められた光軸を基準に行うこと
ができるため精度の高い、安価な装置とすることができ
かつ、長期間に渡るレーザ光軸の狂いを全く解消し安定
な動作を行わせることができるという顕著な効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す平面図、第2図は第1図
のD−D断面図、第3図は共振器ミラーと励起部と光軸
の位置関係を示す説明図、第4図は発振器の加工装置へ
の取付状態を示す斜視図、第5図は本発明の他の実施例
を示す平面図、第6図は従来の軸流形ガスレーザ発振器
の一例を示す斜視図、第7図は第6図の平面図、第8図
及び第9図は第7図のA−A断面図及びB−B断面図、
第10図は従来の他の軸流形ガスレーザ発振器の一例を示
す平面図、第11図は第10図のC−C断面図である。 (1)…円筒形状励起部、(2)…ブロツク、(3)…
共通支持体、(4)…円筒中心軸、(5a),(5b)…基
準面、(6)…レーザ発振器、(7)…加工装置、(14
a),(14b)…共振器ミラー なお各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒軸方向にレーザ媒質ガスを流通させて
    円筒中心軸の延長線上の両端に共振器ミラーを設けた複
    数の円筒形状励起部と、該各円筒形状励起部の両端を嵌
    合させる嵌合孔を設けた角形の複数のブロックと、該各
    ブロックの外側面を接触させて共通に支持すると共に前
    記共振器ミラーを調製可能に間接的に支持する支持部材
    を嵌合孔に嵌合して支持した共通支持体とを備えた軸流
    形ガスレーザ発振器において、 前記共通支持体に前記円筒中心軸に平行で互いに異なる
    平面上にある少なくとも2つの平面からなる位置決め用
    の基準面を形成すると共に、前記各ブロックの底面と側
    面を基準にして前記円筒形状励起部の嵌合孔を形成して
    なり、前記基準面を基準にして共通支持体に前記支持部
    材の嵌合孔及び前記各ブロックの底面と側面の当り面を
    形成して、この基準面を取付け面としてレーザ発振器を
    加工装置に取付けたことを特徴とする軸流形ガスレーザ
    発振器。
JP60029785A 1985-02-18 1985-02-18 軸流形ガスレ−ザ発振器 Expired - Lifetime JPH06105803B2 (ja)

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JPS61188987A JPS61188987A (ja) 1986-08-22
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2560366Y2 (ja) * 1991-02-08 1998-01-21 株式会社ダイヘン 高速軸流形炭酸ガスレ−ザ発振器
JPH07307506A (ja) * 1994-05-16 1995-11-21 Mitsubishi Electric Corp レーザ発振器

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS585363U (ja) * 1981-06-30 1983-01-13 アンリツ株式会社 レ−ザ発振管の収納装置
JPS58175887U (ja) * 1982-05-14 1983-11-24 株式会社ダイヘン 気体レ−ザ加工装置

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